卡诺热机

热源(hot bath)冷源被认为是一个大物体，它们的唯一性质是温度。热机（制冷机）的运行不会改变热源和冷源的温度（因为热源和冷源很大）。

热机在热源和冷源之间工作，从热源中吸收热量，然后对冷源进行加热。在如此完整的工作周期后，热机的热力学状态恢复到初始值。

制冷剂相似，制冷剂的区别在于其吸收功率，从冷源吸热，热源放热。

在同一热源冷源之间工作的热机和制冷机，如果冷机在一个工作周期后从冷源吸收热量，热机将热量放入冷源 。冷机输入的功率必须大于等于热机输出的功率。这是因为如果不是这样，我们将热机和制冷剂同时连接到相应的热源和冷源。经过一个工作周期后，热机的冷却状态保持不变，净效果是从热源吸收热量（冷源收支平衡相当于无影响），并将其全部转化为功率。这违反了热力学第二定律的表述之一：它不能从单个热源吸收热量，并在没有其他影响的情况下转化为功率。

那么对制冷机输入的功，一定大于等于热机输出的功。

卡诺热机是卡诺理想化构思的一种热机。它可以作为热机运行，也可以作为制冷机反向运行，过程完全可逆(也就是说，热机一个周期释放的功率，从热源吸收的热量和冷源释放的热量，分别等同于冷机时吸收的功率，热源释放的热量等同于冷源吸收的热量)。

当卡诺热机反向作为制冷机运行时，输入功率大于或等于任何热机输出功率（当低温热源吸收相同的热量时）。因此，当作为热机时，释放功率大于或等于任何热机输出功率（当低温热源释放相同的热量时）。

因此，可逆热机效率较高，所有可逆热机效率相等。

由于所有可逆热机的效率都是相同的，所以只要考虑一个特定的可逆热机，计算效率，即所有可逆热机的效率。卡诺计算了理想的气体热机的热力学过程，包括两个等温过程和两个绝缘过程，得出了这个特定的可逆热机和所有可逆热机的效率 ,其中 是低温热源， 是高温热源。